먹이종류 및 공급량에 따른 기수산 물벼룩, Diaphanosoma celebensis의 성장 Growth of the Brackish Water Flea, Diaphanosoma celebensis, on Different Foods and Food Concentrations원문보기
This study determined the optimum microalgae species and concentration for the brackish water flea, Diaphanosoma celebensis, in individual and community cultures by feeding it several different diets. Six single trials (Tetraselmis suecica, Isochrysis galbana, marine Chlorella ellipsoidea, freshwate...
This study determined the optimum microalgae species and concentration for the brackish water flea, Diaphanosoma celebensis, in individual and community cultures by feeding it several different diets. Six single trials (Tetraselmis suecica, Isochrysis galbana, marine Chlorella ellipsoidea, freshwater Chlorella vulgaris, Scenedesmus sp., Selenastrum sp.) were conducted at 10 psu and $30^{\circ}C$. The community and individual cultures of the water flea were performed in 1-L beakers and 3-mL vessels (12-well culture plates), respectively. In the community cultures, the maximum density and specific growth rate were highest for water fleas fed T. suecica, reaching 60.0 individuals (ind.)/mL and 0.40, respectively. In the individual cultures, the most offspring and greatest life span of females were 56.9 ind. and 24.3 days, respectively, in the T. suecica trial. By contrast, diets of Scenedesmus sp. and Selenastrum sp. resulted in poor growth rates. In the T. suecica experiments examining a range of 10 to $200\times10^3$ cells/indl. the specific growth rate of the water flea tended to increase with the amount of supplement, while the life span decreased. The maximum density and number of offspring of females was highest at 53.5 ind./mL and 38.8 ind. respectively, at 40,000 cells/ind. These results suggest that the best microalgae species for the mass culture of D. celebensis is T. suecica and the optimum concentration is 40,000 cells per individual.
This study determined the optimum microalgae species and concentration for the brackish water flea, Diaphanosoma celebensis, in individual and community cultures by feeding it several different diets. Six single trials (Tetraselmis suecica, Isochrysis galbana, marine Chlorella ellipsoidea, freshwater Chlorella vulgaris, Scenedesmus sp., Selenastrum sp.) were conducted at 10 psu and $30^{\circ}C$. The community and individual cultures of the water flea were performed in 1-L beakers and 3-mL vessels (12-well culture plates), respectively. In the community cultures, the maximum density and specific growth rate were highest for water fleas fed T. suecica, reaching 60.0 individuals (ind.)/mL and 0.40, respectively. In the individual cultures, the most offspring and greatest life span of females were 56.9 ind. and 24.3 days, respectively, in the T. suecica trial. By contrast, diets of Scenedesmus sp. and Selenastrum sp. resulted in poor growth rates. In the T. suecica experiments examining a range of 10 to $200\times10^3$ cells/indl. the specific growth rate of the water flea tended to increase with the amount of supplement, while the life span decreased. The maximum density and number of offspring of females was highest at 53.5 ind./mL and 38.8 ind. respectively, at 40,000 cells/ind. These results suggest that the best microalgae species for the mass culture of D. celebensis is T. suecica and the optimum concentration is 40,000 cells per individual.
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문제 정의
이러한 관점에서 본 연구는 기수산 물벼룩, D. celebensis의대량배양을 위해 이들의 최적 먹이생물과 그에 따른 공급량을조사하였다.
제안 방법
실험은 25일간 이루어졌으며 모든 실험은 3회 반복하였다. 개체배양 실험은 밀집배양과 동일한 먹이 조건으로 12 wells culture plate (배양수 3 mL)에 갓 산란된 D. celebensis의 어 린 유생을 한 마리씩 접종한 후 발달단계, 산란수 및 수명을 조사하였다. 다만, 밀집배양 실험에서 전량폐사가 나타난 SCE 및 SEL 실험구는 제외하였다.
환수는 3일마다 전량환수를 행하였으며, 폭기는 따로 시켜주지 않았다. 개체배양의 실험은 밀집배양과 동일한 실험구로 12 wells culture plate (배양수 3 mL)에 갓산란된 D. celebensis의 어린 유생을 한 마리씩 접종한 후 발달단계, 산란수 및 수명 등을 조사하였다.
실험기간은 각각의 암컷이 폐사하는 시기까지로 하여 어린 유생단계부터 첫 번째 알을포란하여 처음으로 유생을 산란하는 시간까지를 생식 전 단계 (Pre-reproductive phase), 첫 번째 유생을 산란한 후 수명 내 에마지막 유생을 산란할 때까지를 순 생식 단계(Reproductive phase), 암컷의 수명 및 총 산란수로 각각 구분하여 관찰하였다. 관찰간격은 생식 전 단계는 1시간 간격으로 관찰하였으며, 이후부터는 12시간 간격으로 조사하였다.
기수산 물벼룩인 D. celebensis의 최적 먹이생물의 종류와그에 따른 공급량을 규명하기 위한 실험은 밀집배양과 개체배양으로 나누어 수행하였다.
방법에 따라 계산하였다. 또한 개체배양 실험은 계대배양하던 D. celebensis 중에서 처녀생식으로 포란한 암컷을 따로분리 수용하여 30분 간격으로 금방 산란된 어린 유생을 확인한 두 12 wells culture plate (배양수 3 mL)에 한 마리씩 접종하여 폐사할 때까지 관찰하였다. 실험기간은 각각의 암컷이 폐사하는 시기까지로 하여 어린 유생단계부터 첫 번째 알을포란하여 처음으로 유생을 산란하는 시간까지를 생식 전 단계 (Pre-reproductive phase), 첫 번째 유생을 산란한 후 수명 내 에마지막 유생을 산란할 때까지를 순 생식 단계(Reproductive phase), 암컷의 수명 및 총 산란수로 각각 구분하여 관찰하였다.
먹이 공급량에 따른 실험은 가장 효과적인 먹이였던 T. suecicae: 사용하여 개체 당 10, 000, 20, 000, 40, 000, 80, 000 및 200, 000 cells로 나누어 행하였다. 접종밀도는 2 L 비커 (배양수 500 mL)에 5개체/mL로 하였고 배양조건은 10 psu, 30℃로 설정하였다.
밀집배양 실험은 1 L 비커 (배양수 500 mL)에 5개체/mL 로 접종하여 10 psu, 30℃ 조건하에서 수행되었다. 먹이 공급량은 물벼룩 1,000 개체 당 먹이 건조중량 2 mg을 기준으로 1일 1회 공급하였다. 실험은 25일간 이루어졌으며 모든 실험은 3회 반복하였다.
celebensis 중에서 처녀생식으로 포란한 암컷을 따로분리 수용하여 30분 간격으로 금방 산란된 어린 유생을 확인한 두 12 wells culture plate (배양수 3 mL)에 한 마리씩 접종하여 폐사할 때까지 관찰하였다. 실험기간은 각각의 암컷이 폐사하는 시기까지로 하여 어린 유생단계부터 첫 번째 알을포란하여 처음으로 유생을 산란하는 시간까지를 생식 전 단계 (Pre-reproductive phase), 첫 번째 유생을 산란한 후 수명 내 에마지막 유생을 산란할 때까지를 순 생식 단계(Reproductive phase), 암컷의 수명 및 총 산란수로 각각 구분하여 관찰하였다. 관찰간격은 생식 전 단계는 1시간 간격으로 관찰하였으며, 이후부터는 12시간 간격으로 조사하였다.
실험은 15일간 이루어졌으며 모든 실험은 3회 반복하였다. 환수는 3일마다 전량환수를 행하였으며, 폭기는 따로 시켜주지 않았다. 개체배양의 실험은 밀집배양과 동일한 실험구로 12 wells culture plate (배양수 3 mL)에 갓산란된 D.
데이터처리
모든 실험결과는 one-way ANOVA-test를 실시 후 Duncan's multiple range test (Duncan, 1955)를 실시하여 평균 간의 유의성 (户<0.05)을 SPSS program (Ver. 14.0)으로 검정하였다.
이론/모형
한편, 먹이종류 및 공급량에 따른 밀집배양 실험에서 성장률 (Specific growth rate, r)은 Rico-Martinez and Dodson (1992) 의 방법에 따라 계산하였다. 또한 개체배양 실험은 계대배양하던 D.
성능/효과
celebensis의 성장에 있어 가장 우수한 먹이는 7 suecica (TET) 인 것으로 나타났다. TET를 이용한 실험구의 경우, 밀집배양 시에는 최고밀도와 개체성장률이 높게 나타났으며, 개체배양 시에는 산란기간, 총 산란수 및 수명 등이 다른 실험구에 비해 높은 것으로 조사되어 D. celebensis 종의 최적 먹이 생물 이라 판단된다. 이러한 결과는 Segawa and Yang (1988)가 D.
가 효과적 이라는 연구 자료와 동일하게 나타난 것이다. 그 이외 다른 실험구인 해수산 C. ellipsoidea (SCH), I. galbana (ISO) 및 담수산 C. vulgaris (FCH) 실험구는 TET 실험구에 비해 다소 낮은 성장을 보였으나 대량배양이 아닌 종 보존 수준에서는 D. celebensis 종의 보조먹 이로서 사용이 가능하리라 판단된다. 다만, SCE 및 SEL 실험구는 모든 반복 구에서 전량 폐사하는 것으로 나타나 본 연구 종을 배양함에 있어 부적절한 먹이생물로 조사되었다.
(Chun et al, 1996). 그러나 본 연구실험에 사용된 D. celebensis 종은 Brachionus 속에 비해 이러한 분해효소활성이 매우 적거나 아예 없었기 때문에 담수산 C. vulgaris를 제대로 분해할 수 없어서 성장이 낮았던 것으로 판단된다. 다만, 담수산 물벼룩인 M.
celebensis 종의 보조먹 이로서 사용이 가능하리라 판단된다. 다만, SCE 및 SEL 실험구는 모든 반복 구에서 전량 폐사하는 것으로 나타나 본 연구 종을 배양함에 있어 부적절한 먹이생물로 조사되었다. 이처럼 각각의 먹이원에 따라 기수산 물벼룩 D.
05). 다음으로 개체 당 80, 000 및 200, 000 cells로 공급한 실험 구가 유의적 인 차이 없이 43.7개체/mL로 높게 나타났다 (户<0.05).
05). 또한 일간 산란수에 있어서도개체 당 40, 000 cells 공급구에서 2.3개체로 가장 높은 값을보였으나, 먹이량이 가장 낮은 10, 000 cells 공급구는 0.8개체로 낮은 값을 나타내었다 (P<0.05).
(2003)은 Daphnia 속의 경우, 먹 이 내 EPA 함량에 따라 물벼룩의 성장과 알의 생산에 영향을 미친다는 유사한 연구결과를 발표했다. 본 실험에서도 이러한 영향이 작용하여 전체 지방산 함량 중에서 EPA가 5~11%로 비교적 높게 보고 (Reitan et al., 1994, Montaini et al., 1995; Reitan et al., 1997) 되어있는 TET 실험구에서 좋은 성장을 보인 것이라 판단된다. 물론 Tetraselmis sp.
(Hrbackova-Esskwa, 1963). 본 실험의 최저먹이 공급구에서도 이러한 영향이 작용하여 비록 낮은 성장과 생식력을 보였지만 평균 수명은 가장 높게 나타난 것이라 판단되어진다.
본 연구의 먹이종류별 밀집 및 개체배양을 행한 결과, D. celebensis의 성장에 있어 가장 우수한 먹이는 7 suecica (TET) 인 것으로 나타났다. TET를 이용한 실험구의 경우, 밀집배양 시에는 최고밀도와 개체성장률이 높게 나타났으며, 개체배양 시에는 산란기간, 총 산란수 및 수명 등이 다른 실험구에 비해 높은 것으로 조사되어 D.
05). 산란수 및 수명의 경우도 TET 실험구에서 각각 56.9개체, 24.3 일로 유의적으로 가장 높은 것으로 나타났다 (P<0.05).
수명 등은 Table 1에 나타내었다. 생식 전 단계는 TET 및 ISO 실험구가 유의적인 차이 없이 가장 빨리 산란을 하는것으로 나타났다 (P<0.05). 순 생식 단계는 TET 실험구가 19.
접종밀도는 2 L 비커 (배양수 500 mL)에 5개체/mL로 하였고 배양조건은 10 psu, 30℃로 설정하였다. 실험은 15일간 이루어졌으며 모든 실험은 3회 반복하였다. 환수는 3일마다 전량환수를 행하였으며, 폭기는 따로 시켜주지 않았다.
먹이 공급량은 물벼룩 1,000 개체 당 먹이 건조중량 2 mg을 기준으로 1일 1회 공급하였다. 실험은 25일간 이루어졌으며 모든 실험은 3회 반복하였다. 개체배양 실험은 밀집배양과 동일한 먹이 조건으로 12 wells culture plate (배양수 3 mL)에 갓 산란된 D.
속의 종들도 EPA의 중요성을 보다 더욱 강조하고 있어 이러한 차이가 본 실험에서도 작용한것이라 판단되어진다. 아울러, 담수산 C. vu顾ris인 FCH 실험구의 경우도 비교적 낮은 개체밀도를 보였다. 이러한 이유로 담수산 C.
5에 나타내었다. 우선 생식 전단계는 먹이량이 증가할수록 짧아지는 경향을 보여 개체 당 200, 000 cells 공급구에서 5.0일로 가장 단시간에 산란을 하였으나, 40, 000 및 80, 000 cells 공급구와의 유의적인 차이는 보이지 않았다(7°>0.05). 반면 10, 000 및 20, 000 cells 공급구는각각 6.
이상의 결과를 종합해 볼 때, 기수산 물벼룩인 D. celebensis 의 적정 먹이량은 밀집배양에서 최고밀도와 개체성장률이 높고, 개체배양 시 산란수가 높았던 개체 당 40, 000 cdis이라고 판단되어 진다.
이상의 결과를 종합해 볼 때, 기수산 물벼룩인 D. celebensis 종을 대량배양 하기 위한 최적의 먹이생물은 성장과 생식력이좋은 T. suecica 이라 판단된다.
해산 지각류인 Penilia avirostris 종은 15 “m 보다 큰 것은 섭 취하지 못한다는 보고가 있는데 (Gore, 1980; Turner et al, 1988), 본 실험에 이용된 Scenedesmus sp. 종은 현미경하에서 관찰하였을 때 단세포가 여러 개 붙어있는 군집형이였으며, Selenastrum sp는 별모양으로 이루어진다소 긴 돌기형태를 띠고 있었다. 이처럼 세포의 형태가 군집형이거나 그 이외 형태를 띤 크기가 큰 모양이라면 지각류의 소화작용을 방해하는 요인으로 작용하게 된다.
1과 2에 나타내었다. 최고밀도는 TET 실험구에서 배양 14일째 60.0개체/mL로 유의적으로 가장 높게 나타났으며 (F<0.05), 그 뒤로 SCH 실험구가 배양 15일째 48.3 개체/mL 로 높게 나타났다 (P<0.05). 반면에 ISO, FCH 실험구는 TET 및 SCH 실험 구에 비해 유의적으로 낮게 나타났다 (P<0.
또한 SCE 및 SEL 실험구는 접종 7일째 모두 폐사하는 것으로 조사되었다. 최고밀도에 따른 개체성장률 (r)은 TET 실험구에서 0.40으로 유의적으로 높은 값을 보였으며, SCE 및 SELe 유의적으로 가장 낮은 값을 나타내었다 (P<0.05).
05). 최고밀도에 따른 개체성장률 (r)은 먹이의 공급량이 증가할수록 높아지는 경향을 보여 개체 당 200, 000 cells의 공급구에서 0.43으로 가장 높게 나타났다 (P<0.05, Fig. 4). 그러나 40, 000 및 80, 000 cells 공급구와의 유의적인 차이는 보이지 않았다 (P>0.
05). 평균 수명도 먹 이량이 적을수록 길어져 개체 당 20, 000 cells 공급구에서 33.2일로 유의적으로 가장 높게 나타난 반면 (P<0.05), 200, 000 cells 공급구는 18.5 일로 유의적으로가장 낮게 나타났다 (P<0.05).
한편, 개체배양에서 최저 먹이 공급구는 생식 전 단계의 시간이 오래 소요되며, 산란수가 적고, 수명은 긴 경향을 보였다. 이는 먹이량이 적은 지각류에서 일반적으로 관찰되는 결과이다.
한편, 평균 산란수는 개체 당 40, 000 cells 공급구에서 38.8개체로 가장 높게 나타났으나 (P0.05, Fig. 6).
후속연구
vulgaris를 제대로 분해할 수 없어서 성장이 낮았던 것으로 판단된다. 다만, 담수산 물벼룩인 M. macrocopa 종을 배양할 때에는 일반적으로 담수산 C. vtilgaris를 먹이로 공급하는 점을 감안한다면 앞으로 이 두 종의 소화 효소적 방법을 이용한 증명이 필요 할 것으로 사료된다.
참고문헌 (53)
Acharya K, Jack J and Bukaveckas PA. 2005. Dictary effects on life history of riverine Bosmina. Freshwater Biol 50, 965-975.
Alam MJ, Ang KJ, Cheah SH, Ambak MA and Saad CR. 2008. Etffects of Moina micrura (Kurz) from two ditIerent culture sources as a replacement of Artemia spp. in production of Macrobrachium rosenbergii (deMan) post-larvae. Aquat Rcs 24, 47-56.
Balasubramanian PR and Bai K. 1994. Utilization of anaerobically digested cattle dung slurry for the culture of zooplankton, Daphnia sirnilis Claus (Crustacea: Cladocera). Asian Fishcries Sci 7, 67-76.
Boersma M and Vijverberg J. 1996. Food eflects on lile history traits and seasonal dynamics of Ceriodaphnia pulchella. Freshwater Biol 35, 25-34.
Chun CZ, Park HG, Hur SB and Kim YT. 1996. Biochemical studics of an endoglucanase from marine rotifer, Brachionus plicatilis. J Aquacult 9, 453-459.
DeMott WR and Muller-Navarra DC. 1997. The importance of highly unsaturated fatty acids in zooplankton nutrition: Evidence from experiments with Daphnia, a cyanobacterium and lipid emulsions. Freshwater Biol 38, 649-664.
DeMott WR, Gulati RD and van Donk E. 2001. Effects of dietary phosphorus deficiency on the abundance, phosphorus balance, and growth of Darphnia cucullata in three hypereutrophic Dutch lakes. Limnol. Oceanogr 46, 1871-1880.
Ferraoo-Filho A and Azevedo S. 2003. Effiects of unicellular and colonial forms of Microcystis aeruginosa from laboratory cultures and natural populations on two tropical cladocerans. Aquatic Ecol 37, 23-35.
Fileto C, Arcifa MS, Ferrao-Filho AS and Silva LHS. 2004. Influence of phytoplankton fractions on growth and reproduction of tropical cladocerans. Aquatic Ecol 38, 503-514.
Gore MA. 1980. Feeding experiments on Penilia avirostris Dana (Cladocera: Crustacea). J Exp Mar Biol Ecol 44, 253-260.
Gulati RD and DeMott WR. 1997. The role of food quality for zooplankton: Remarks on the state-of-art, perspectives and priorities. Freshwater Biol 38, 753-768.
Hardy ER and Duncan A. 1994. Food concentration and temperature effects on life cycle characteristics of tropical Cladocera (Daphnia gessneri Hcrbst, Diaphanosoma sarsi Richard, Moina reticulata (Daday): I Development time. Acta Amaz 24, 119-134.
Hessen DO and van Donk E. 1993. Morphological changes in Scenedesmus induced by substances released from Daphnia. Arch Hydrobiol 127, 129-140.
Hotos GN. 2002. Selectivity of the rotifer Brachionus plicatilis fed mixtures of algal species with various cell volumes and cell densities. Aquat Res 33, 949-957.
Hur SB, Lee CK and Lee EH. 1989. Selection of suitable phyto-food organisms for the rotifer, Brachionus plicatilis cultivation in high and low water temperature seasons. J Aquacult 2, 91-106.
Joseph LR, Muller-Navarra DC and Brett MT. 2003. A test of the role of polyunsaturated fatty acids in phytoplankton food quality for Daphnia using liposome supplementation. Limnol Oceanogr 48, 1938-1947.
Kim BH, Choi MK and Takamura N. 2001. Dietary contributions of phytoplankton and zooplankton toyoung silver carps. Kor J Limnol 34, 98-105.
Kumar R and Hwang JS. 2008. Ontogenetic shifts in the ability of the Cladoceran, Moina macrocopa Straus and Ceriodaphnia cornuta Sars to utilize ciliated protists as food source. Int Rev Hydrobiol 93, 284-296.
Lampert W. 1977a. II. The dependence of carbon assimilation on animal size, temperature, food concen- tration and diet species. Arch Hydrobiol Suppl 48, 310-335.
Lampert W. 1977b. III. Production and production efficiency. Arch Hydrobiol Suppl 48, 336-360.
Lampert W. 1977c. IV. Determination of the "threshold" concentration as a factor controlling the abundance of zooplankton species. Arch Hydrobiol Suppl 48, 361-368.
Lee KW, Park HG, Lee SM and Kang HK. 2006. Effiects of diets on the growth of the brackish water cyclopoid copepod Paracyclopina nana Smirnov. Aquaculture 256, 346-353.
Martinez-Jeronimo F and Gutierrez-Valdivia A. 1991. Fecundity, reproduction and growth of Moina macrocopa fed difflerent algae. Hydrobiologia 222, 45-55
Maruyama I, Yamamoto S, Hayashi M and Murata O. 2006. Rotifers fed with n-3 highly unsaturated fatty acid-en riched Chlorella vulgalis are suitable for the rearing of laval red sea bream Pagrus major. Aquacult Sci 54, 229-230.
Montainia E, Chini Zittellia G, Tredicia MR, Molina Grima E, Femandez Sevilla JM and Sanchez Perez JA. 1995. Long-term preservation of Tetraselmis suecica: inf1uence of storage on viability and fatty acid profile. Aquaculture 134, 81-90.
Muller-Navarra DC. 1995. Evidence that a highly unsaturated fatty acid limits Daphnia growth in nature. Arch Hydrobiol 132, 297-307.
Nandini S and Sarma SSS. 2000. Lifetable demography of four cladoceran species in relation to algal food (Chlorella vulgaris) density. Hydrobiologia 435, 117-126.
Nanton DA and Castell JD. 1998. The efflects of dietary fatty acids on the fatty acid composition of the harpacticoid copepod, Tisbe sp., for use as a live food for marine fish. Aquaculture 163, 249-259.
Oka A, Suzuki N and Watanabe T. 1982. Effect of fatty acids in Moina on the fatty acid composition of larval ayu Plecoglossus altivelis. Bull Jap Soc Sci Fish 48, 1159-1162.
Park HG, Lee KW and Kim SK. 1999. Growth of rotifer by the air, oxygen gas-supplied and the pH adjusted productive of the high density culture. J Kor Fish Soc 32, 757-784.
Peters RH. 1987. Metabolism in Daphnia. In: Daphnia. Peters RH and de Bernardi eds. Mem lst Ital Idrobiol 45, 193-243
Reitan KI, Rainuzzo JR and Olsen Y. 1994. Influence of lipid composition of live feed on growth, survival and pigmentation of turbot larvae. Aquacult Int 2, 33-48.
Rose RM, Warne MS and LIM RP. 2000. Life history responses of the cladoceran Ceriodaphnia cf. dubia to variation in food concentration. Hydrobiologia 427, 59-64.
Segawa S and Yang WT. 1988. Population, growth and density of an estuarine cladoceran Diaphanosoma aspinosum in laboratory culture. Bull Plankton Soc Japan 35, 67-73.
Stemer RW and Schulz KL. 1998. Zooplankton nutrition: Recent progress and a reality check. Aquat Ecol 32, 261-279.
Vijverberg J. 1989. Culture techniques for studies on the growth, development and reproduction of copepods and cladocerans under laboratory an in situ conditions: A review. Freshwater Bio121, 317-373.
Yoshimatsu T, Imoto H, Hayashi M, Toda K and Yoshimura K. 1997. Preliminary results in improving essential fatty acids enrichment of rotifer cultured in high density. Hydrobiologia 358, 153-157.
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